CN111704772A - 一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶的制备领域，具体涉及一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物及其制备方法与应用，其中，组合物由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁、碳酸钙、炭黑或陶土中的一种或几种的混合物，并且，a)固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；b)固体添加剂的添加量相对于100质量份丁基橡胶成分为0.5‑50质量份；c)固体添加剂通过喷粉机添加。本发明提供的组合物，相比单一组分的丁基橡胶，不会发生黏连，该组合物堆放270d后仍为颗粒状橡胶，加压至10kpa一个月后仍为颗粒状，实现了粒状丁基橡胶的各种优势。
Description
技术领域
本发明属于橡胶的制备领域，具体涉及一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物及其制备方法与应用。
背景技术
丁基橡胶具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，使得其广泛应用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面。
传统的丁基橡胶产品均为块状胶，胶块先用高压聚乙烯（PE）薄膜热合封装后放入木箱或铁箱进行贮存和运输。这种块状的形态，既不方便储存和运输，而且增加了丁基橡胶生产企业的生产线成型包装成本，延长了加工时间。
发明内容
为了克服现有的块状橡胶难以成粒所带来的上述缺陷，本发明的第一目的是提供一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，相比单一组分的丁基橡胶，不会发生黏连，该组合物堆放270d后仍为颗粒状橡胶，加压至10kpa一个月后仍为颗粒状。
为了达到上述的第一目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁、碳酸钙、炭黑或陶土中的一种或几种的混合物，并且，
a)固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；
b)固体添加剂的添加量相对于100质量份丁基橡胶成分为0.5-50质量份；
c)固体添加剂通过喷粉机添加。
上述技术方案中，通过在丁基橡胶上添加上述固体添加剂，可以有效的防止丁基橡胶之间的黏连，能够维持粒状结构，并且在堆放270d后仍为颗粒状橡胶，加压至10kpa一个月后仍为颗粒状。
本方案中所选择的固体添加剂种类，也有在橡胶的加工中使用的，用于橡胶下游加工行业（特别是轮胎制造业中用到其中数种组分）主要作用是改善橡胶加工及应用性能，不涉及橡胶防黏作用。例如，在丁基橡胶合成制造过程中常用添加剂为硬脂酸钙，作为橡胶颗粒在水相中的分散剂。
在探索添加剂比表面积的合适范围时发现，当添加剂比表面积低于0.1㎡/g时，组合物放置一周后会出现粘连板结的现象，当添加剂比表面积高于3.0㎡/g时，组合物防黏效果较好，但在非密闭条件下会存在添加剂加入困难且分散不均的现象。
质量份低于0.5时，组合物防黏效果不够理想，部分试验样品有粘连现象，质量份高于50时，组合物的防黏效果提升不明显且加工性能有所下降。
对于纯粉末状添加剂的添加，喷粉机能够实现连续、稳定且均匀的加入效果。
作为优选，在将所述固体添加剂与所述橡胶混合之前，对丁基橡胶进行干燥处理，使得丁基橡胶的含水量≤1.0wt%。保持丁基橡胶在该含水量范围，有利于分散固体添加剂，防黏连效果更好。
作为优选，经过干燥后的丁基橡胶的挥发分范围不得超过1.0g/100g橡胶。
作为优选，在将所述固体添加剂与所述丁基橡胶混合时，丁基橡胶温度T在30℃＜T＜75℃之间。
作为优选，干燥处理采用振动流化床在输送丁基橡胶的过程中与热空气传热传质进行干燥。
作为优选，干燥前经过机械剪切对丁基橡胶进行破碎，至丁基橡胶直径R范围在5mm＜R＜30mm内。粒径越小防黏效果越好，当R＞30mm时，橡胶无法将添加剂完全裹覆，部分添加剂随重力下沉，造成添加剂分布不均，导致组合物放置一段时间后存在局部粘连的现象。
作为优选，所述固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在1.0＜BET＜2.0内。
作为优选，所述固体添加剂单组分混合量相对于100质量份丁基橡胶成分为10-35质量份。
通过实施上述技术方案，本发明提供的组合物，相比单一组分的丁基橡胶，不会发生黏连，该组合物堆放270d后仍为颗粒状橡胶，加压至10kpa一个月后仍为颗粒状，实现了粒状丁基橡胶的各种优势。
本发明的第二目的是提供上述具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
S-1．将丁基橡胶原料进行切碎处理后，进行干燥处理，得到粒状丁基橡胶；
S-2．干燥处理后的粒状丁基橡胶维持温度T在30℃＜T＜75℃之间，送入分料机，并通过喷粉机向粒状丁基橡胶添加固体添加剂；
S-3．经过分料机分料出来的粒状丁基橡胶组合物初品输送至喉式金检机进行金属异物检测，获得合格的粒状丁基橡胶组合物产品。
在步骤S-3之后，还有S-4．经过金属异物检测的粒状丁基橡胶组合物初品送入颗粒包装机同时完成称重和包装后，再进行二次称重后，包装。
上述技术方案取消丁基橡胶的压块工艺，胶粒不再进行分流，取消两个给料机、一次秤及压块机，并完成对粒状橡胶的金属检测、重量核实、包装及装箱处理。简化了方法，节约了生产资源，降低了生产成本。
本发明的第三目的，是提供上述组合物的应用，上述组合物具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，使得其广泛应用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面。
附图说明
附图1为现有技术中的丁基橡胶包装线示意图；
附图2为本发明所提供的粒状丁基橡胶组合物的包装示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的发明内容作进一步的详细描述。应理解，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为滑石粉，并且，
固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；
固体添加剂单组分混合量相对于100质量份丁基橡胶成分为0.5质量份。
上述粒状丁基橡胶组合物按照如下方法制备：
S-1．将丁基橡胶原料进行切碎处理至丁基橡胶直径R范围在5mm~25mm后，进行干燥处理至丁基橡胶的含水量≤1.0wt%、丁基橡胶的挥发分范围不得超过1.0g/100g橡胶，得到粒状丁基橡胶；
S-2．干燥处理后的粒状丁基橡胶送入分料机，并通过喷粉机向粒状丁基橡胶添加固体添加剂；
S-3．经过分料机分料出来的粒状丁基橡胶组合物初品输送至喉式金检机进行金属异物检测，获得合格的粒状丁基橡胶组合物产品。
S-4．经过金属异物检测的粒状丁基橡胶组合物初品送入颗粒包装机同时完成称重和包装后，再进行二次称重后，包装。
实施例2
一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为硬脂酸钙，并且，
固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；
固体添加剂单组分混合量相对于100质量份丁基橡胶成分为30质量份。
上述粒状丁基橡胶组合物按照如下方法制备：
S-1．将丁基橡胶原料进行切碎处理至丁基橡胶直径R范围在25mm~30mm后，进行干燥处理至丁基橡胶的含水量≤1.0wt%、丁基橡胶的挥发分范围不得超过1.0g/100g橡胶，得到粒状丁基橡胶；
S-2．干燥处理后的粒状丁基橡胶送入分料机，并通过喷粉机向粒状丁基橡胶添加固体添加剂；
S-3．经过分料机分料出来的粒状丁基橡胶组合物初品输送至喉式金检机进行金属异物检测，获得合格的粒状丁基橡胶组合物产品。
S-4．经过金属异物检测的粒状丁基橡胶组合物初品送入颗粒包装机同时完成称重和包装后，再进行二次称重后，包装。
实施例3
一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为碳酸钙，并且，
固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；
固体添加剂单组分混合量相对于100质量份丁基橡胶成分为50质量份。
上述粒状丁基橡胶组合物按照如下方法制备：
S-1．将丁基橡胶原料进行切碎处理至丁基橡胶直径R范围在5mm~10mm后，进行干燥处理至丁基橡胶的含水量≤1.0wt%、丁基橡胶的挥发分范围不得超过1.0g/100g橡胶，得到粒状丁基橡胶；
S-2．干燥处理后的粒状丁基橡胶送入分料机，并通过喷粉机向粒状丁基橡胶添加固体添加剂；
S-3．经过分料机分料出来的粒状丁基橡胶组合物初品输送至喉式金检机进行金属异物检测，获得合格的粒状丁基橡胶组合物产品。
S-4．经过金属异物检测的粒状丁基橡胶组合物初品送入颗粒包装机同时完成称重和包装后，再进行二次称重后，包装。
实施例4
与实施例1的不同在于，固体添加剂为滑石粉与陶土按照重量比为2：1的混合物。
实施例5
与实施例1的不同在于，固体添加剂为陶土。
上述各实施例所获得的组合物具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，使得其广泛应用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面。
对比例1
单一组分的丁基橡胶，采用如下现有技术中丁基橡胶在产品包装部分的工艺：
丁基橡胶在产品包装部分的工艺：直径为5-30mm粒状橡胶（含水量≤1.0wt%）自干燥单元（振动流化床）输送至分料机，分料机通过振动向振动给料机持续送料，振动给料机向一次秤周期性给料，当一次秤内产品重量达到设定值（25/18kg）后，给料机停止给料，一次秤向压块机腔室放料。放料完毕，给料机继续向一次秤给料，如此循环。压块机每次接受胶粒前需向腔体里面喷射雾化脱模剂（硅油/白油）2~8s（0.05~0.1wt‰），落入压块机腔体里的粒状橡胶经过5~30s在压块机纵缸30~150bar压力的作用下由粒状橡胶变成块状橡胶（700*350*150mm），胶块由压块机横缸推至传送带，依次经过拱门式金属检测机（检测精度铁φ2.5mm，非铁φ3.0mm，不锈钢φ3.5mm）检测金属异物，二次秤核实重量，最终通过薄膜包装机（上膜760mm、下膜600mm，材质PE）对产品进行热合包装后装箱打包入库，含金属异物的产品由一号拣选机剔出作为副产物，重量超出控制范围的产品由二号拣选机剔出进行重量校准后作为正常品返回生产线。
上述各实施例与对比例1相比，一方面在工艺上，取消压块工艺后，胶粒不再进行分流，取消两个给料机、一次秤及压块机，简化了工艺，节约了生产资源，降低了生产成本。
另一方面，实施例1-5所得的组合物产品，在堆放270d后仍为颗粒状橡胶，加压至10kpa一个月后仍为颗粒状。而对比例1所得的产品，在常温常压下堆放72h，即会发生黏连。
Claims (10)
1.一种具有防黏效果的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，由粒状的丁基橡胶与少量固体添加剂均匀混合而成，固体添加剂为滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁、碳酸钙、炭黑或陶土中的一种或几种的混合物，并且，
a)固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在0.1＜BET＜3.0内；
b)固体添加剂的添加量相对于100质量份丁基橡胶成分为0.5-50质量份；
c)固体添加剂通过喷粉机添加。
2.根据权利要求1所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，在将所述固体添加剂与所述橡胶混合之前，对丁基橡胶进行干燥处理，使得丁基橡胶的含水量≤1.0wt%。
3.根据权利要求2所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，经过干燥后的丁基橡胶的挥发分范围不得超过1.0g/100g橡胶。
4.根据权利要求1或2或3所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，在将所述固体添加剂与所述丁基橡胶混合时，丁基橡胶温度T在30℃＜T＜75℃之间。
5.根据权利要求2所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，干燥处理采用振动流化床在输送丁基橡胶的过程中与热空气传热传质进行干燥。
6.根据权利要求2所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，干燥前经过机械剪切对丁基橡胶进行破碎，至丁基橡胶直径R范围在5mm＜R＜30mm内。
7.根据权利要求1所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，所述固体添加剂各组分比表面积BET（㎡/g）在1.0＜BET＜2.0内。
8.根据权利要求1所述的粒状丁基橡胶组合物，其特征在于，所述固体添加剂单组分混合量相对于100质量份丁基橡胶成分为10-35质量份。
9.如权利要求1所述的粒状丁基橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S-1．将丁基橡胶原料进行切碎处理后，进行干燥处理，得到粒状丁基橡胶；
S-2．干燥处理后的粒状丁基橡胶送入分料机，并通过喷粉机向粒状丁基橡胶添加固体添加剂；
S-3．经过分料机分料出来的粒状丁基橡胶组合物初品输送至喉式金检机进行金属异物检测，获得合格的粒状丁基橡胶组合物产品。
10.如权利要求1所述的粒状丁基橡胶组合物的应用，其特征在于，用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带。
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